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Der Prozessor (CPU)

Die CPU ist das Gehirn des Computers – sie führt alle Berechnungen und Anweisungen aus, die Programme benötigen.

Zuletzt aktualisiert: 5. Februar 2026

★☆☆☆☆ Stufe 1computingSystemehardwarecpuprocessor3 Min Lesezeit

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Was ist eine CPU?

Die CPU (Central Processing Unit, zu Deutsch: Zentraleinheit) ist das Herzstück eines jeden Computers. Man nennt sie auch einfach Prozessor. Sie ist dafür zuständig, alle Berechnungen durchzuführen und Anweisungen aus Programmen auszuführen – und das Milliarden Mal pro Sekunde.

Wenn du auf eine Schaltfläche klickst, ein Spiel spielst oder eine Datei öffnest, ist es die CPU, die die dafür nötigen Befehle verarbeitet.

Der Fetch-Decode-Execute-Zyklus

Die CPU arbeitet in einem ständig wiederholenden Ablauf, dem FDE-Zyklus:

  1. Fetch (Holen): Die CPU holt den nächsten Befehl aus dem Arbeitsspeicher (RAM)
  2. Decode (Dekodieren): Die CPU entschlüsselt, was der Befehl bedeutet
  3. Execute (Ausführen): Die CPU führt den Befehl aus (z. B. eine Addition oder einen Speicherzugriff)

Danach beginnt der Zyklus von vorne – immer und immer wieder.

Hinweis

Moderne CPUs können mehrere Milliarden Befehle pro Sekunde ausführen. Die Geschwindigkeit wird in Gigahertz (GHz) gemessen. Ein 3-GHz-Prozessor führt drei Milliarden Zyklen pro Sekunde durch.

Wichtige Teile der CPU

TeilFunktion
ALURechenwerk – führt Berechnungen und Vergleiche durch
SteuerwerkKoordiniert alle Teile der CPU
RegisterSehr schnelle, kleine Speicher direkt in der CPU
CacheSchneller Zwischenspeicher für häufig genutzte Daten

Kerne: Mehr ist besser?

Früher hatten CPUs nur einen einzigen Kern. Heute haben die meisten Prozessoren 2, 4, 8 oder sogar mehr Kerne. Jeder Kern kann eigenständig Befehle ausführen, wodurch mehrere Aufgaben gleichzeitig bearbeitet werden können.

Tipp

Stell dir einen Kern wie einen Kochplatz vor. Mit einem Kern kannst du ein Gericht gleichzeitig kochen. Mit vier Kernen kannst du vier Gerichte gleichzeitig kochen – viel effizienter!

CPU und Betriebssystem

Das Betriebssystem teilt die CPU-Zeit zwischen allen laufenden Programmen auf. Es sorgt dafür, dass kein Programm die gesamte CPU für sich beansprucht und andere Programme blockiert. Dieses Konzept heißt Multitasking.

# Python kann die Anzahl der CPU-Kerne abfragen
import os

anzahl_kerne = os.cpu_count()
print(f"Diese CPU hat {anzahl_kerne} Kerne.")

Übungsaufgaben

Erkläre die drei Schritte des FDE-Zyklus in eigenen Worten. Was passiert in jedem Schritt?

Antwort anzeigen
Fetch: Die CPU holt den nächsten Befehl aus dem RAM. Decode: Die CPU entschlüsselt den Befehl und versteht, was zu tun ist. Execute: Die CPU führt den Befehl aus, zum Beispiel eine Addition oder einen Speicherzugriff.

Eine CPU hat 4 Kerne und läuft mit 2,5 GHz. Wie viele Milliarden Zyklen können theoretisch pro Sekunde insgesamt auf allen Kernen ausgeführt werden?

Antwort anzeigen
2,5 GHz × 4 Kerne = 10 GHz = 10 Milliarden Zyklen pro Sekunde (insgesamt auf allen Kernen).